静電容量式接触検知装置
【課題】キーレスエントリーシステムを搭載した車両において、ドアハンドル上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる静電容量式接触検知装置の提供。
【解決手段】車両外側のドアハンドルの表面にユーザが接触するとその接触を検知する静電容量式接触検知装置であって、ドアハンドルに設けられたセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される静電容量センサと、静電容量センサにおける静電容量変化に基づき、ユーザがドアハンドルの表面に接触したことを検知する検知部とを備え、静電容量センサは、センサ電極のドアパネルに近い部分における接触検知感度が、センサ電極のドアパネルから遠い部分における接触検知感度よりも低いことを特徴とする。
【解決手段】車両外側のドアハンドルの表面にユーザが接触するとその接触を検知する静電容量式接触検知装置であって、ドアハンドルに設けられたセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される静電容量センサと、静電容量センサにおける静電容量変化に基づき、ユーザがドアハンドルの表面に接触したことを検知する検知部とを備え、静電容量センサは、センサ電極のドアパネルに近い部分における接触検知感度が、センサ電極のドアパネルから遠い部分における接触検知感度よりも低いことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式接触検知装置に関し、より詳しくは、キーレスエントリーシステムを搭載した車両において、ドアハンドル上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる静電容量式接触検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、キーレスエントリーシステムを搭載した車両における、従来のドアハンドルについて図面を参照しつつ説明する。
図１１は、従来のドアハンドルを示す斜視図である。
【０００３】
近年、自動車のドアの施錠開錠をキー操作なしで行うことができるキーレスエントリーシステムが自動車に装備されることが多くなっている。キーレスエントリーシステムは、車内に設けられた認証部と、ユーザが所持する携帯機と、車両外側のドアハンドル１００に設けられユーザがドアハンドル１００に接触するとその接触を検知する静電容量式タッチセンサと、ドアの施錠を行う施錠部と、ドアの開錠を行う開錠部とを備えている。図１１において、符号１０４は、ドアパネル外面に形成された凹部である。
【０００４】
静電容量式タッチセンサは、図１１に示されるように、施錠用センサ電極１０１と、開錠用センサ電極１０３と、検知部（図示せず）とを含む。検知部は、施錠用センサ電極１０１からの信号に基づき、施錠のためにユーザがドアハンドル１００の上面に接触したことを検知する。また、検知部は、開錠用センサ電極１０３からの信号に基づき、開錠のためにユーザがドアハンドル１００の握り部１０５の裏側側面に接触したことを検知する。施錠用センサ電極１０１は、ドアハンドル１００の上側部分に内蔵されている。また、開錠用センサ電極１０３は、ドアハンドル１００の握り部１０５の裏側側部に内蔵されている。
【０００５】
このシステムの動作について説明する。まず、開錠時の動作について図１１を参照しつつ説明する。携帯機を所持するユーザが車両に接近すると、認証部が携帯機と通信を行い、ユーザの認証を行う。認証部がユーザを正当なユーザであると認証し、かつ、ユーザがドアハンドル１００の握り部１０５を握ってその裏側側面に接触したことを検知部が検知すると、開錠部がドアの開錠を行う。
【０００６】
次に、施錠時の動作について説明する。携帯機を所持するユーザが車外に出ると、認証部が携帯機と通信を行い、ユーザの認証を行う。認証部がユーザを正当なユーザであると認証し、かつ、ユーザがドアを閉めた後ドアハンドル１００の上面にユーザが接触したことを検知部が検知すると、施錠部がドアの施錠を行う。
【０００７】
このように、キーレスエントリーシステムは、ユーザがキー操作しなくても、ユーザがドアハンドル１００に触れるだけでドアの開錠及び施錠を行うので、ドアの開錠及び施錠が容易になる。
【０００８】
しかしながら、上記したキーレスエントリーシステムには、以下のような問題があった。すなわち、雨が降ると雨水がドアハンドル１００の上面とドアパネルの境界部分に溜まることがある。雨水がドアハンドル１００の上面とドアパネルの境界部分に溜まると、導体である雨水が施錠用センサ電極１０１の相手側電極となって施錠用センサ電極１０１付近の静電容量が増加し、検知部はユーザがドアハンドル１００の上面に接触したと誤検知することがあった。そうすると、ユーザがドアハンドル１００に接触していないにも拘わらず、ユーザの意に反してドアが施錠されてしまうという問題があった。
【０００９】
特許文献１に記載のドア用タッチセンサは、ドアハンドルの側部に施錠用センサ電極を設けたものであるが、この施錠用センサ電極をドアハンドルの上側部分に設けると、図１１に示した場合と同様の問題が生じる可能性があった。
【特許文献１】特開２００５−１３９６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、キーレスエントリーシステムを搭載した車両において、ドアハンドル上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる静電容量式接触検知装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る静電容量式接触検知装置は、
車両外側のドアハンドルの表面にユーザが接触するとその接触を検知する静電容量式接触検知装置であって、
上記ドアハンドルに設けられたセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される静電容量センサと、
上記静電容量センサにおける静電容量変化に基づき、ユーザが上記ドアハンドルの表面に接触したことを検知する検知部とを備え、
上記静電容量センサは、上記センサ電極のドアパネルに近い部分における接触検知感度が、上記センサ電極のドアパネルから遠い部分における接触検知感度よりも低いことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、静電容量センサは、センサ電極のドアパネルに近い部分における接触検知感度が、センサ電極のドアパネルから遠い部分における接触検知感度よりも低い。雨水は、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に溜まり易い。従って、本発明は、ドアパネルに近い部分における接触検知感度を低くすることにより、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる。
また、本発明は、センサ電極のドアパネルから遠い部分における接触検知感度は高いままであるので、ユーザがドアハンドルに接触したときにはその接触を高感度で検知することができる。なお、センサ電極のドアパネルから遠い部分は、ドアハンドルにおいてユーザが接触しやすい部分に対応する位置にある。
【００１３】
本発明においては、
上記センサ電極は、上記ドアパネルに近い部分に切欠部が形成されていることが好ましい。
【００１４】
導体である雨水がドアハンドルとドアパネルの境界部分に付着すると、雨水はセンサ電極の相手側電極となる。センサ電極のドアパネルに近い部分に切欠部が形成されている場合、センサ電極は、ドアパネルに近い部分において、相手側電極（すなわち雨水）と対向する面積が小さくなる。よって、ドアパネルに近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における面積Ｓが小さくなり、静電容量変化ΔＣも小さくなる。これにより、静電容量センサの接触検知感度がドアパネルに近い部分において低下する。よって、本発明は、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる。
なお、切欠部の数は特に限定されないが、複数個の切欠部がセンサ電極のドアパネルに近い部分に満遍なく形成されていることが好ましい。また、切欠部の形状は特に限定されないが、例えば、スリット状、丸形貫通孔、四角形貫通孔とすることができる。複数本のスリットを互いに平行に形成する場合には、ドアパネルに近い部分が櫛歯状となる。
【００１５】
本発明においては、
上記センサ電極は、上記ドアハンドルの筐体内に収容されており、
上記筐体は、上記センサ電極付近において、上記ドアパネルに近い部分の厚みが、上記ドアパネルから遠い部分の厚みよりも大きいことが好ましい。
【００１６】
導体である雨水がドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に付着すると、雨水はセンサ電極の相手側電極となる。筐体のドアパネルに近い部分の厚みが、筐体のドアパネルから遠い部分の厚みよりも大きい場合、センサ電極のドアパネルに近い部分と相手側電極（すなわち雨水）との距離は、センサ電極のドアパネルから遠い部分と相手側電極（すなわち雨水）との距離に比べて大きくなる。よって、センサ電極のドアパネルに近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における距離ｄが大きくなり、静電容量変化ΔＣが小さくなる。これにより、静電容量センサの接触検知感度がドアパネルに近い部分において低下する。よって、本発明は、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００１７】
本発明においては、
上記センサ電極は、上記ドアハンドルの筐体内に収容されており、
上記筐体は、上記センサ電極付近において、上記ドアパネルに近い部分の誘電率が、上記ドアパネルから遠い部分の誘電率よりも小さいことが好ましい。
【００１８】
導体である雨水がドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に付着すると、雨水がセンサ電極の相手側電極となる。筐体のドアパネルに近い部分の誘電率が、筐体のドアパネルから遠い部分の誘電率よりも小さい場合、筐体のドアパネルに近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における誘電率εが小さくなり、静電容量変化ΔＣが小さくなる。これにより、静電容量センサの接触検知感度がセンサ電極のドアパネルに近い部分において低下する。よって、本発明は、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００１９】
本発明に係る静電容量式接触検知装置は、
車両外側のドアハンドルの表面にユーザが接触するとその接触を検知する静電容量式接触検知装置であって、
上記ドアハンドルのドアパネルに近い部分に設けられた第１のセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される第１の静電容量センサと、
上記ドアハンドルのドアパネルから遠い部分に設けられた第２のセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される第２の静電容量センサと、
以下の式（１）から求まる総静電容量変化ΔＣに基づき、ユーザが上記ドアハンドルの表面に接触したことを検知する検知部とを備え、
式（１） ΔＣ＝ｗ１×ΔＣ１＋ｗ２×ΔＣ２
ΔＣ１は上記第１の静電容量センサにおける静電容量変化、ΔＣ２は上記第２の静電容量センサにおける静電容量変化であり、
ｗ１はΔＣ１の重み係数、ｗ２はΔＣ２の重み係数であり、
ｗ１はｗ２よりも小さな値に設定されることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、総静電容量変化ΔＣは、ΔＣ＝ｗ１×ΔＣ１＋ｗ２×ΔＣ２で表される。雨水は、ドアパネルの上面とドアハンドルの境界部分に溜まり易い。導体である雨水がドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に付着すると、雨水がセンサ電極の相手側電極となり、第１の静電容量センサの静電容量変化ΔＣ１が大きくなる。しかしながら、ΔＣ１の重み係数ｗ１は、ΔＣ２の重み係数ｗ２よりも小さい。よって、雨水がドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に溜まったとき、その雨水が総静電容量変化ΔＣに与える影響は小さく、ΔＣは小さい。従って、本発明は、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる。
また、第２の静電容量センサの静電容量変化ΔＣ２の重み係数ｗ２は大きいので、ΔＣ２が総静電容量変化ΔＣに与える影響は大きく、第２の静電容量センサにおける接触検知感度は高い。第２のセンサ電極は、ドアハンドルのユーザが接触しやすい部分に対応する位置にある。よって、本発明は、ユーザがドアハンドルに接触したときにはその接触を高感度で検知することができる。
【発明の効果】
【００２１】
キーレスエントリーシステムを搭載した車両において、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる静電容量式接触検知装置の提供を目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る静電容量式接触検知装置について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、第１実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図である。図２は、第１実施形態におけるドアハンドルのセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図１におけるＡ−Ａ線断面を矢印Ｂ方向から見た図である。図３は、第１実施形態におけるセンサ電極の一例を示す平面図（図１のＣ方向矢視図）である。図４は、第１実施形態におけるセンサ電極の他の例を示す平面図である。
【００２３】
第１実施形態に係る静電容量式接触検知装置１は、車両外側のドアハンドル２の表面にユーザが接触するとその接触を検知するものである。
【００２４】
静電容量式接触検知装置１は、静電容量センサ３と、検知部４とを備えている。
【００２５】
静電容量式接触検知装置１は、認証部２８、開錠部２９及び施錠部３０を含むキーレスエントリーシステム用ＥＣＵ（図示せず）に電気的に接続されている。静電容量式接触検知装置１の出力に応じてドアの施錠等が行われる。認証部２８、開錠部２９及び施錠部３０の構成は静電容量式接触検知装置１の本質ではないので、その説明を省略する。
【００２６】
静電容量センサ３は、ドアハンドル２に設けられたセンサ電極５が当該センサ電極５付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される。センサ電極５は、通常、ドアハンドル２の筐体９内に収容されているが、ドアハンドル２の表面に露出していてもよい。
雨が降っていないときには、主として金属製のドアパネル６（図２参照）が上記の導体に相当し、センサ電極５と協働してコンデンサを形成する。しかしながら、雨が降って雨水がドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に付着すると、水も導体の一種であることから、雨水がセンサ電極５と協働してコンデンサを形成する。つまり、雨水がセンサ電極５の相手側電極となる。
【００２７】
静電容量センサ３は、センサ電極５のドアパネル６に近い部分における接触検知感度が、センサ電極５のドアパネル６から遠い部分における接触検知感度よりも低い。
【００２８】
センサ電極５のドアパネル６に近い部分における接触検知感度を、センサ電極５のドアパネル６から遠い部分における接触検知感度よりも低く設定する方法は特に限定されないが、例えば、図３に示されるように、センサ電極５のドアパネル６に近い部分に切欠部８を形成することでそのような設定が可能となる。
【００２９】
切欠部８を形成することにより上記設定が可能となる理由を説明する。
導体である雨水がドアハンドル２とドアパネル６の境界部分に付着すると、上記したように、雨水はセンサ電極５の相手側電極となる。センサ電極５のドアパネル６に近い部分に切欠部８が形成されている場合、センサ電極５は、ドアパネル６に近い部分において、相手側電極（すなわち雨水）と対向する面積が小さくなる。よって、ドアパネル６に近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における面積Ｓが小さくなり、静電容量変化ΔＣも小さくなる。これにより、静電容量センサ３の接触検知感度がドアパネル６に近い部分において低下する。
【００３０】
なお、切欠部８の数は特に限定されないが、複数個の切欠部８がセンサ電極５のドアパネル６に近い部分に満遍なく形成されていることが好ましい。また、切欠部の形状は特に限定されないが、例えば、スリット状（図３の切欠部８参照）、丸形貫通孔（図４の切欠部８１参照）、四角形貫通孔とすることができる。図３に示されるように複数本のスリットを互いに平行に形成する場合には、センサ電極５はドアパネル６に近い部分が櫛歯状となる。
【００３１】
検知部４は、センサ電極５と電気的に接続されている。検知部４は、静電容量センサ３における静電容量変化に基づき、ユーザがドアハンドル２の表面に接触したことを検知する。静電容量変化に基づくユーザ接触検知方法は特に限定されないが、例えば、検知部４を以下の構成とすることができる。すなわち、検知部４は、静電容量センサ３よりも大きな静電容量を有する基準容量コンデンサと、この基準容量コンデンサを充電する電源回路と、基準容量コンデンサに溜まった電荷を静電容量センサ３がフル充電されるまでセンサ電極５に放電させフル充電された時点で静電容量センサ３に溜まった電荷を外部に放電させる半導体スイッチと、基準容量コンデンサの蓄積電荷が半分になるまでに基準容量コンデンサから何回放電が行われたかをカウントするカウント手段と、そのカウント値が所定回数未満となったときにユーザによる接触があったと判断する判別手段とを備えた構成とすることができる。この例で示した検知部４によれば、ユーザの接触によって静電容量センサ３の静電容量が大きくなると、一回で放電される電荷の量が増えるから、放電回数のカウント値は小さくなる。よって、放電回数のカウント値を監視することで、ユーザの接触の有無を検知することができる。
【００３２】
第１実施形態では、ユーザ接触検知を他の方法で行ってもよい。例えば、検知部４は、共振回路と、この共振回路に電圧を供給する電源回路とを備え、共振回路は、静電容量センサ３の容量変化に応じて出力電圧の振幅を変化させ、その振幅変化に基づいてユーザの接触を検知する判別手段を備えた構成であってもよい。
【００３３】
静電容量センサ３における静電容量は、ユーザがドアハンドル２の表面に接触することにより大きくなり、雨水がドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に溜まったときにも大きくなる。しかしながら、本実施形態では、以下に説明するように、雨水が溜まることによる接触の誤検知を防止することができる。
【００３４】
次に、静電容量式接触検知装置１の動作について説明する。なお、ユーザ認証及びドアの施錠は本実施形態の特徴ではないので、その説明を省略する。
【００３５】
まず、雨が降っていないときの動作について説明する。
例えば、ここでは、上記した放電回数カウント方法を用いることとする。ユーザが、ドアハンドル２のセンサ電極５付近に接触すると、静電容量センサ３の静電容量が増加し、基準容量コンデンサからの放電回数が所定回数（閾値）より少なくなる。よって、静電容量式接触検知装置１は、放電回数が所定回数未満となったと判断することにより、ユーザがドアハンドル２に接触したことを検知することができる。
【００３６】
次に、雨が降っているときに動作について説明する。
ここでも、上記した放電回数カウント方法を用いることとする。ユーザが、ドアハンドル２に接触した場合の動作は、雨が降っていないときと同様である。
【００３７】
一方、雨は降っているがユーザがドアハンドル２に接触していない場合には、雨水はドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に溜まりやすい。この境界部分に雨水が溜まると、雨水がセンサ電極５と協働してコンデンサを形成する。しかしながら、図３に示される例では、センサ電極５のドアパネル６に近い部分に切欠部８が形成されている。これにより、静電容量センサ３は、センサ電極５のドアパネル６に近い部分における接触検知感度が、センサ電極５のドアパネル６から遠い部分における接触検知感度よりも低くなっている。よって、静電容量式接触検知装置１は、ドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドル２に接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００３８】
また、静電容量式接触検知装置１は、センサ電極５のドアパネル６から遠い部分における接触検知感度は高いままであるので、ユーザがドアハンドル２に接触したときにはその接触を高感度で検知することができる。
【００３９】
なお、図４に示されるように切欠部８１として複数の貫通孔を形成したセンサ電極５１を用いても、図３に示す例と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る静電容量式接触検知装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００４１】
図５は、第２実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図である。図６は、第２実施形態におけるドアハンドルのセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図５のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図である。
【００４２】
なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
第１実施形態では、センサ電極５のドアパネル６に近い部分における接触検知感度をセンサ電極５のドアパネル６から遠い部分における接触検知感度よりも低くするために、図２に例示されるようにセンサ電極５の形状に工夫を施したが、第２実施形態では、これに代えて、ドアハンドル２の筐体３２の厚みに工夫を施す。
【００４４】
第２実施形態では、図６に示されるように、センサ電極１０は、ドアハンドル１１の筐体３２内に収容されている。筐体３２は、センサ電極１０付近において、ドアパネル６に近い部分の厚みが、ドアパネル６から遠い部分の厚みよりも大きい。
【００４５】
導体である雨水がドアハンドル１１の上面とドアパネル６の境界部分に付着すると、雨水はセンサ電極１０の相手側電極となる。筐体３２のドアパネル６に近い部分の厚みが、筐体３２のドアパネル６から遠い部分の厚みよりも大きい場合、センサ電極１０のドアパネル６に近い部分と相手側電極（すなわち雨水）との距離は、センサ電極１０のドアパネル６から遠い部分と相手側電極（すなわち雨水）との距離に比べて大きくなる。よって、センサ電極１０のドアパネル６に近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における距離ｄが大きくなり、静電容量の変化量ΔＣが小さくなる。これにより、静電容量センサ１２の接触検知感度がドアパネル６に近い部分において低下する。よって、第２実施形態に係る静電容量式接触検知装置１３は、ドアハンドル１１の上面とドアパネル６の境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドル１１に接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００４６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る静電容量式接触検知装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００４７】
図７は、第３実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図である。図８は、第３実施形態におけるドアハンドルの筐体のセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図７のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図である。
【００４８】
なお、第２実施形態と同様の構成については、第２実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
上記第２実施形態との相違点について説明する。上記第２実施形態では、図６に例示されるようにドアハンドル１１の筐体３２の厚みに工夫を施した。第３実施形態では、これに代えて、ドアハンドル１４の筐体１５の誘電率に工夫を施す。
【００５０】
センサ電極１０は、図８に示されるように、ドアハンドル１４の筐体１５内に収容されている。
筐体１５は、センサ電極１０付近において、ドアパネル６に近い部分の誘電率が、ドアパネル６から遠い部分の誘電率よりも小さい。
【００５１】
導体である雨水がドアハンドル１４の上面とドアパネル６の境界部分に付着すると、雨水がセンサ電極１０の相手側電極となる。筐体１５のドアパネル６に近い部分の誘電率が、筐体１５のドアパネル６から遠い部分の誘電率よりも小さい場合、筐体１５のドアパネル６に近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における誘電率εが小さくなり、静電容量の変化量ΔＣが小さくなる。これにより、静電容量センサ１７の接触検知感度がセンサ電極１０のドアパネル６に近い部分において低下する。よって、第３実施形態に係る静電容量式接触検知装置１８は、ドアハンドル１４の上面とドアパネル６の境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドル１４に接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００５２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係る静電容量式接触検知装置について、図面を参照しつつ説明する。図９は、第４実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図である。図１０は、第４実施形態におけるドアハンドルの筐体のセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図９のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図である。
【００５３】
なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
上記第１実施形態では、図３に例示されるようにセンサ電極５の形状を工夫することでユーザ接触の誤検知を防止していたが、第４実施形態では、検知部２４における演算処理を工夫することでユーザ接触の誤検知を防止する。
【００５５】
第４実施形態に係る静電容量式接触検知装置２１は、第１の静電容量センサ２２と、第２の静電容量センサ２３と、検知部２４とを備えている。
【００５６】
第１の静電容量センサ２２は、ドアハンドル２のドアパネル６に近い部分に設けられた第１のセンサ電極２０が当該センサ電極２０付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される。第１のセンサ電極２０は、図１０に示される例では、ドアハンドル２の筐体９内に収容されている。
【００５７】
第２の静電容量センサ２３は、ドアハンドル２のドアパネル６から遠い部分に設けられた第２のセンサ電極２６が当該センサ電極２６付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される。第２のセンサ電極２６は、図１０に示される例では、ドアハンドル２の筐体９内に収容されている。
【００５８】
検知部２４は、第１のセンサ電極２０及び第２のセンサ電極２６と電気的に接続されている。検知部２４は、以下の式（１）から求まる総静電容量変化ΔＣに基づき、ユーザがドアハンドル２の表面に接触したことを検知する。
【００５９】
式（１） ΔＣ＝ｗ１×ΔＣ１＋ｗ２×ΔＣ２
【００６０】
ΔＣ１は第１の静電容量センサ２２における静電容量変化、ΔＣ２は第２の静電容量センサ２３における静電容量変化である。ｗ１はΔＣ１の重み係数、ｗ２はΔＣ２の重み係数である。ｗ１はｗ２よりも小さな値に設定される。
【００６１】
静電容量式接触検知装置２１において、総静電容量変化ΔＣは、ΔＣ＝ｗ１×ΔＣ１＋ｗ２×ΔＣ２で表される。雨水は、ドアパネル６の上面とドアハンドル２の境界部分に溜まり易い。導体である雨水がドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に付着すると、雨水がセンサ電極の相手側電極となり、第１の静電容量センサ２２の静電容量変化ΔＣ１が大きくなる。しかしながら、ΔＣ１の重み係数ｗ１は、ΔＣ２の重み係数ｗ２よりも小さい。よって、雨水がドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に溜まったとき、その雨水が総静電容量変化ΔＣに与える影響は小さく、ΔＣは小さい。従って、静電容量式接触検知装置２１は、ドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドル２に接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００６２】
また、第２の静電容量センサ２３の静電容量変化ΔＣ２の重み係数ｗ２は大きいので、ΔＣ２が総静電容量変化ΔＣに与える影響は大きく、第２の静電容量センサ２３における接触検知感度は高い。第２のセンサ電極２６は、ドアハンドル２のユーザが接触しやすい部分に対応する位置にある。よって、静電容量式接触検知装置２１は、ユーザがドアハンドル２に接触したときにはその接触を高感度で検知することができる。
【００６３】
ここで、静電容量式接触検知装置２１の動作例について説明する。
ΔＣ１の重み係数ｗ１を０．５とし、ΔＣ２の重み係数ｗ２を１．０に設定したとする。次いで、ユーザがドアハンドル２の表面に接触することにより、ΔＣ１が０．５ｐＦとなり、ΔＣ２が１．５ｐＦになったとする。この場合、総静電容量変化ΔＣは、
ΔＣ＝０．５×０．５＋１．０×１．５＝１．７５（ｐＦ） となる。
【００６４】
検知部２４において、ユーザがドアハンドル２に接触したと判断するΔＣの閾値が１．５ｐＦに設定され、ΔＣの計測値がこの閾値以上である場合にユーザがドアハンドル２に接触したと判断する設定がなされていたとする。
【００６５】
この場合、ΔＣの計測値１．７５ｐＦはΔＣの閾値１．５ｐＦより大きいので、検知部２４は、ユーザがドアハンドル２に接触したと判断する。
【００６６】
これに対し、雨水がドアハンドル２の上面に溜まっているがユーザがドアハンドル２に接触していない場合に、ΔＣ１が１．５ｐＦとなり、ΔＣ２が０．５ｐＦになったとする。この場合、総静電容量変化ΔＣは、
ΔＣ＝０．５×１．５＋１．０×０．５＝１．２５（ｐＦ） となる。
【００６７】
この場合、ΔＣの計測値１．２５ｐＦはΔＣの閾値１．５ｐＦより小さいので、検知部２４は、ユーザがドアハンドル２に接触したと誤判断しない。
【００６８】
なお、上記各実施形態では、静電容量式接触検知装置を施錠のための接触検知装置に適用した場合について説明したが、静電容量式接触検知装置を開錠のための接触検知装置に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、キーレスエントリーシステムを搭載した車両において、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知しない静電容量式接触検知装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図
【図２】第１実施形態におけるドアハンドルのセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図１におけるＡ−Ａ線断面を矢印Ｂ方向から見た図
【図３】第１実施形態におけるセンサ電極の一例を示す平面図（図１のＣ方向矢視図）
【図４】第１実施形態におけるセンサ電極の他の例を示す平面図
【図５】第２実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図
【図６】第２実施形態におけるドアハンドルのセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図５のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図
【図７】第３実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図
【図８】第３実施形態におけるドアハンドルの筐体のセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図７のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図
【図９】第４実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図
【図１０】第４実施形態におけるドアハンドルの筐体のセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図９のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図
【図１１】従来のドアハンドルを示す斜視図
【符号の説明】
【００７１】
１、１３、１８、２１ 静電容量式接触検知装置
２、１１、１４ ドアハンドル
３、１２、１７ 静電容量センサ
４、２４ 検知部
５、１０、１６ センサ電極
６ ドアパネル
８、８１ 切欠部
９、１５ 筐体
２０ 第１のセンサ電極
２２ 第１の静電容量センサ
２３ 第２の静電容量センサ
２６ 第２のセンサ電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式接触検知装置に関し、より詳しくは、キーレスエントリーシステムを搭載した車両において、ドアハンドル上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる静電容量式接触検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、キーレスエントリーシステムを搭載した車両における、従来のドアハンドルについて図面を参照しつつ説明する。
図１１は、従来のドアハンドルを示す斜視図である。
【０００３】
近年、自動車のドアの施錠開錠をキー操作なしで行うことができるキーレスエントリーシステムが自動車に装備されることが多くなっている。キーレスエントリーシステムは、車内に設けられた認証部と、ユーザが所持する携帯機と、車両外側のドアハンドル１００に設けられユーザがドアハンドル１００に接触するとその接触を検知する静電容量式タッチセンサと、ドアの施錠を行う施錠部と、ドアの開錠を行う開錠部とを備えている。図１１において、符号１０４は、ドアパネル外面に形成された凹部である。
【０００４】
静電容量式タッチセンサは、図１１に示されるように、施錠用センサ電極１０１と、開錠用センサ電極１０３と、検知部（図示せず）とを含む。検知部は、施錠用センサ電極１０１からの信号に基づき、施錠のためにユーザがドアハンドル１００の上面に接触したことを検知する。また、検知部は、開錠用センサ電極１０３からの信号に基づき、開錠のためにユーザがドアハンドル１００の握り部１０５の裏側側面に接触したことを検知する。施錠用センサ電極１０１は、ドアハンドル１００の上側部分に内蔵されている。また、開錠用センサ電極１０３は、ドアハンドル１００の握り部１０５の裏側側部に内蔵されている。
【０００５】
このシステムの動作について説明する。まず、開錠時の動作について図１１を参照しつつ説明する。携帯機を所持するユーザが車両に接近すると、認証部が携帯機と通信を行い、ユーザの認証を行う。認証部がユーザを正当なユーザであると認証し、かつ、ユーザがドアハンドル１００の握り部１０５を握ってその裏側側面に接触したことを検知部が検知すると、開錠部がドアの開錠を行う。
【０００６】
次に、施錠時の動作について説明する。携帯機を所持するユーザが車外に出ると、認証部が携帯機と通信を行い、ユーザの認証を行う。認証部がユーザを正当なユーザであると認証し、かつ、ユーザがドアを閉めた後ドアハンドル１００の上面にユーザが接触したことを検知部が検知すると、施錠部がドアの施錠を行う。
【０００７】
このように、キーレスエントリーシステムは、ユーザがキー操作しなくても、ユーザがドアハンドル１００に触れるだけでドアの開錠及び施錠を行うので、ドアの開錠及び施錠が容易になる。
【０００８】
しかしながら、上記したキーレスエントリーシステムには、以下のような問題があった。すなわち、雨が降ると雨水がドアハンドル１００の上面とドアパネルの境界部分に溜まることがある。雨水がドアハンドル１００の上面とドアパネルの境界部分に溜まると、導体である雨水が施錠用センサ電極１０１の相手側電極となって施錠用センサ電極１０１付近の静電容量が増加し、検知部はユーザがドアハンドル１００の上面に接触したと誤検知することがあった。そうすると、ユーザがドアハンドル１００に接触していないにも拘わらず、ユーザの意に反してドアが施錠されてしまうという問題があった。
【０００９】
特許文献１に記載のドア用タッチセンサは、ドアハンドルの側部に施錠用センサ電極を設けたものであるが、この施錠用センサ電極をドアハンドルの上側部分に設けると、図１１に示した場合と同様の問題が生じる可能性があった。
【特許文献１】特開２００５−１３９６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、キーレスエントリーシステムを搭載した車両において、ドアハンドル上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる静電容量式接触検知装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る静電容量式接触検知装置は、
車両外側のドアハンドルの表面にユーザが接触するとその接触を検知する静電容量式接触検知装置であって、
上記ドアハンドルに設けられたセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される静電容量センサと、
上記静電容量センサにおける静電容量変化に基づき、ユーザが上記ドアハンドルの表面に接触したことを検知する検知部とを備え、
上記静電容量センサは、上記センサ電極のドアパネルに近い部分における接触検知感度が、上記センサ電極のドアパネルから遠い部分における接触検知感度よりも低いことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、静電容量センサは、センサ電極のドアパネルに近い部分における接触検知感度が、センサ電極のドアパネルから遠い部分における接触検知感度よりも低い。雨水は、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に溜まり易い。従って、本発明は、ドアパネルに近い部分における接触検知感度を低くすることにより、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる。
また、本発明は、センサ電極のドアパネルから遠い部分における接触検知感度は高いままであるので、ユーザがドアハンドルに接触したときにはその接触を高感度で検知することができる。なお、センサ電極のドアパネルから遠い部分は、ドアハンドルにおいてユーザが接触しやすい部分に対応する位置にある。
【００１３】
本発明においては、
上記センサ電極は、上記ドアパネルに近い部分に切欠部が形成されていることが好ましい。
【００１４】
導体である雨水がドアハンドルとドアパネルの境界部分に付着すると、雨水はセンサ電極の相手側電極となる。センサ電極のドアパネルに近い部分に切欠部が形成されている場合、センサ電極は、ドアパネルに近い部分において、相手側電極（すなわち雨水）と対向する面積が小さくなる。よって、ドアパネルに近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における面積Ｓが小さくなり、静電容量変化ΔＣも小さくなる。これにより、静電容量センサの接触検知感度がドアパネルに近い部分において低下する。よって、本発明は、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる。
なお、切欠部の数は特に限定されないが、複数個の切欠部がセンサ電極のドアパネルに近い部分に満遍なく形成されていることが好ましい。また、切欠部の形状は特に限定されないが、例えば、スリット状、丸形貫通孔、四角形貫通孔とすることができる。複数本のスリットを互いに平行に形成する場合には、ドアパネルに近い部分が櫛歯状となる。
【００１５】
本発明においては、
上記センサ電極は、上記ドアハンドルの筐体内に収容されており、
上記筐体は、上記センサ電極付近において、上記ドアパネルに近い部分の厚みが、上記ドアパネルから遠い部分の厚みよりも大きいことが好ましい。
【００１６】
導体である雨水がドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に付着すると、雨水はセンサ電極の相手側電極となる。筐体のドアパネルに近い部分の厚みが、筐体のドアパネルから遠い部分の厚みよりも大きい場合、センサ電極のドアパネルに近い部分と相手側電極（すなわち雨水）との距離は、センサ電極のドアパネルから遠い部分と相手側電極（すなわち雨水）との距離に比べて大きくなる。よって、センサ電極のドアパネルに近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における距離ｄが大きくなり、静電容量変化ΔＣが小さくなる。これにより、静電容量センサの接触検知感度がドアパネルに近い部分において低下する。よって、本発明は、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００１７】
本発明においては、
上記センサ電極は、上記ドアハンドルの筐体内に収容されており、
上記筐体は、上記センサ電極付近において、上記ドアパネルに近い部分の誘電率が、上記ドアパネルから遠い部分の誘電率よりも小さいことが好ましい。
【００１８】
導体である雨水がドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に付着すると、雨水がセンサ電極の相手側電極となる。筐体のドアパネルに近い部分の誘電率が、筐体のドアパネルから遠い部分の誘電率よりも小さい場合、筐体のドアパネルに近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における誘電率εが小さくなり、静電容量変化ΔＣが小さくなる。これにより、静電容量センサの接触検知感度がセンサ電極のドアパネルに近い部分において低下する。よって、本発明は、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００１９】
本発明に係る静電容量式接触検知装置は、
車両外側のドアハンドルの表面にユーザが接触するとその接触を検知する静電容量式接触検知装置であって、
上記ドアハンドルのドアパネルに近い部分に設けられた第１のセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される第１の静電容量センサと、
上記ドアハンドルのドアパネルから遠い部分に設けられた第２のセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される第２の静電容量センサと、
以下の式（１）から求まる総静電容量変化ΔＣに基づき、ユーザが上記ドアハンドルの表面に接触したことを検知する検知部とを備え、
式（１） ΔＣ＝ｗ１×ΔＣ１＋ｗ２×ΔＣ２
ΔＣ１は上記第１の静電容量センサにおける静電容量変化、ΔＣ２は上記第２の静電容量センサにおける静電容量変化であり、
ｗ１はΔＣ１の重み係数、ｗ２はΔＣ２の重み係数であり、
ｗ１はｗ２よりも小さな値に設定されることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、総静電容量変化ΔＣは、ΔＣ＝ｗ１×ΔＣ１＋ｗ２×ΔＣ２で表される。雨水は、ドアパネルの上面とドアハンドルの境界部分に溜まり易い。導体である雨水がドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に付着すると、雨水がセンサ電極の相手側電極となり、第１の静電容量センサの静電容量変化ΔＣ１が大きくなる。しかしながら、ΔＣ１の重み係数ｗ１は、ΔＣ２の重み係数ｗ２よりも小さい。よって、雨水がドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に溜まったとき、その雨水が総静電容量変化ΔＣに与える影響は小さく、ΔＣは小さい。従って、本発明は、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる。
また、第２の静電容量センサの静電容量変化ΔＣ２の重み係数ｗ２は大きいので、ΔＣ２が総静電容量変化ΔＣに与える影響は大きく、第２の静電容量センサにおける接触検知感度は高い。第２のセンサ電極は、ドアハンドルのユーザが接触しやすい部分に対応する位置にある。よって、本発明は、ユーザがドアハンドルに接触したときにはその接触を高感度で検知することができる。
【発明の効果】
【００２１】
キーレスエントリーシステムを搭載した車両において、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知するのを防止することができる静電容量式接触検知装置の提供を目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る静電容量式接触検知装置について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、第１実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図である。図２は、第１実施形態におけるドアハンドルのセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図１におけるＡ−Ａ線断面を矢印Ｂ方向から見た図である。図３は、第１実施形態におけるセンサ電極の一例を示す平面図（図１のＣ方向矢視図）である。図４は、第１実施形態におけるセンサ電極の他の例を示す平面図である。
【００２３】
第１実施形態に係る静電容量式接触検知装置１は、車両外側のドアハンドル２の表面にユーザが接触するとその接触を検知するものである。
【００２４】
静電容量式接触検知装置１は、静電容量センサ３と、検知部４とを備えている。
【００２５】
静電容量式接触検知装置１は、認証部２８、開錠部２９及び施錠部３０を含むキーレスエントリーシステム用ＥＣＵ（図示せず）に電気的に接続されている。静電容量式接触検知装置１の出力に応じてドアの施錠等が行われる。認証部２８、開錠部２９及び施錠部３０の構成は静電容量式接触検知装置１の本質ではないので、その説明を省略する。
【００２６】
静電容量センサ３は、ドアハンドル２に設けられたセンサ電極５が当該センサ電極５付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される。センサ電極５は、通常、ドアハンドル２の筐体９内に収容されているが、ドアハンドル２の表面に露出していてもよい。
雨が降っていないときには、主として金属製のドアパネル６（図２参照）が上記の導体に相当し、センサ電極５と協働してコンデンサを形成する。しかしながら、雨が降って雨水がドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に付着すると、水も導体の一種であることから、雨水がセンサ電極５と協働してコンデンサを形成する。つまり、雨水がセンサ電極５の相手側電極となる。
【００２７】
静電容量センサ３は、センサ電極５のドアパネル６に近い部分における接触検知感度が、センサ電極５のドアパネル６から遠い部分における接触検知感度よりも低い。
【００２８】
センサ電極５のドアパネル６に近い部分における接触検知感度を、センサ電極５のドアパネル６から遠い部分における接触検知感度よりも低く設定する方法は特に限定されないが、例えば、図３に示されるように、センサ電極５のドアパネル６に近い部分に切欠部８を形成することでそのような設定が可能となる。
【００２９】
切欠部８を形成することにより上記設定が可能となる理由を説明する。
導体である雨水がドアハンドル２とドアパネル６の境界部分に付着すると、上記したように、雨水はセンサ電極５の相手側電極となる。センサ電極５のドアパネル６に近い部分に切欠部８が形成されている場合、センサ電極５は、ドアパネル６に近い部分において、相手側電極（すなわち雨水）と対向する面積が小さくなる。よって、ドアパネル６に近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における面積Ｓが小さくなり、静電容量変化ΔＣも小さくなる。これにより、静電容量センサ３の接触検知感度がドアパネル６に近い部分において低下する。
【００３０】
なお、切欠部８の数は特に限定されないが、複数個の切欠部８がセンサ電極５のドアパネル６に近い部分に満遍なく形成されていることが好ましい。また、切欠部の形状は特に限定されないが、例えば、スリット状（図３の切欠部８参照）、丸形貫通孔（図４の切欠部８１参照）、四角形貫通孔とすることができる。図３に示されるように複数本のスリットを互いに平行に形成する場合には、センサ電極５はドアパネル６に近い部分が櫛歯状となる。
【００３１】
検知部４は、センサ電極５と電気的に接続されている。検知部４は、静電容量センサ３における静電容量変化に基づき、ユーザがドアハンドル２の表面に接触したことを検知する。静電容量変化に基づくユーザ接触検知方法は特に限定されないが、例えば、検知部４を以下の構成とすることができる。すなわち、検知部４は、静電容量センサ３よりも大きな静電容量を有する基準容量コンデンサと、この基準容量コンデンサを充電する電源回路と、基準容量コンデンサに溜まった電荷を静電容量センサ３がフル充電されるまでセンサ電極５に放電させフル充電された時点で静電容量センサ３に溜まった電荷を外部に放電させる半導体スイッチと、基準容量コンデンサの蓄積電荷が半分になるまでに基準容量コンデンサから何回放電が行われたかをカウントするカウント手段と、そのカウント値が所定回数未満となったときにユーザによる接触があったと判断する判別手段とを備えた構成とすることができる。この例で示した検知部４によれば、ユーザの接触によって静電容量センサ３の静電容量が大きくなると、一回で放電される電荷の量が増えるから、放電回数のカウント値は小さくなる。よって、放電回数のカウント値を監視することで、ユーザの接触の有無を検知することができる。
【００３２】
第１実施形態では、ユーザ接触検知を他の方法で行ってもよい。例えば、検知部４は、共振回路と、この共振回路に電圧を供給する電源回路とを備え、共振回路は、静電容量センサ３の容量変化に応じて出力電圧の振幅を変化させ、その振幅変化に基づいてユーザの接触を検知する判別手段を備えた構成であってもよい。
【００３３】
静電容量センサ３における静電容量は、ユーザがドアハンドル２の表面に接触することにより大きくなり、雨水がドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に溜まったときにも大きくなる。しかしながら、本実施形態では、以下に説明するように、雨水が溜まることによる接触の誤検知を防止することができる。
【００３４】
次に、静電容量式接触検知装置１の動作について説明する。なお、ユーザ認証及びドアの施錠は本実施形態の特徴ではないので、その説明を省略する。
【００３５】
まず、雨が降っていないときの動作について説明する。
例えば、ここでは、上記した放電回数カウント方法を用いることとする。ユーザが、ドアハンドル２のセンサ電極５付近に接触すると、静電容量センサ３の静電容量が増加し、基準容量コンデンサからの放電回数が所定回数（閾値）より少なくなる。よって、静電容量式接触検知装置１は、放電回数が所定回数未満となったと判断することにより、ユーザがドアハンドル２に接触したことを検知することができる。
【００３６】
次に、雨が降っているときに動作について説明する。
ここでも、上記した放電回数カウント方法を用いることとする。ユーザが、ドアハンドル２に接触した場合の動作は、雨が降っていないときと同様である。
【００３７】
一方、雨は降っているがユーザがドアハンドル２に接触していない場合には、雨水はドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に溜まりやすい。この境界部分に雨水が溜まると、雨水がセンサ電極５と協働してコンデンサを形成する。しかしながら、図３に示される例では、センサ電極５のドアパネル６に近い部分に切欠部８が形成されている。これにより、静電容量センサ３は、センサ電極５のドアパネル６に近い部分における接触検知感度が、センサ電極５のドアパネル６から遠い部分における接触検知感度よりも低くなっている。よって、静電容量式接触検知装置１は、ドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドル２に接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００３８】
また、静電容量式接触検知装置１は、センサ電極５のドアパネル６から遠い部分における接触検知感度は高いままであるので、ユーザがドアハンドル２に接触したときにはその接触を高感度で検知することができる。
【００３９】
なお、図４に示されるように切欠部８１として複数の貫通孔を形成したセンサ電極５１を用いても、図３に示す例と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る静電容量式接触検知装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００４１】
図５は、第２実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図である。図６は、第２実施形態におけるドアハンドルのセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図５のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図である。
【００４２】
なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
第１実施形態では、センサ電極５のドアパネル６に近い部分における接触検知感度をセンサ電極５のドアパネル６から遠い部分における接触検知感度よりも低くするために、図２に例示されるようにセンサ電極５の形状に工夫を施したが、第２実施形態では、これに代えて、ドアハンドル２の筐体３２の厚みに工夫を施す。
【００４４】
第２実施形態では、図６に示されるように、センサ電極１０は、ドアハンドル１１の筐体３２内に収容されている。筐体３２は、センサ電極１０付近において、ドアパネル６に近い部分の厚みが、ドアパネル６から遠い部分の厚みよりも大きい。
【００４５】
導体である雨水がドアハンドル１１の上面とドアパネル６の境界部分に付着すると、雨水はセンサ電極１０の相手側電極となる。筐体３２のドアパネル６に近い部分の厚みが、筐体３２のドアパネル６から遠い部分の厚みよりも大きい場合、センサ電極１０のドアパネル６に近い部分と相手側電極（すなわち雨水）との距離は、センサ電極１０のドアパネル６から遠い部分と相手側電極（すなわち雨水）との距離に比べて大きくなる。よって、センサ電極１０のドアパネル６に近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における距離ｄが大きくなり、静電容量の変化量ΔＣが小さくなる。これにより、静電容量センサ１２の接触検知感度がドアパネル６に近い部分において低下する。よって、第２実施形態に係る静電容量式接触検知装置１３は、ドアハンドル１１の上面とドアパネル６の境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドル１１に接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００４６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る静電容量式接触検知装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００４７】
図７は、第３実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図である。図８は、第３実施形態におけるドアハンドルの筐体のセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図７のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図である。
【００４８】
なお、第２実施形態と同様の構成については、第２実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
上記第２実施形態との相違点について説明する。上記第２実施形態では、図６に例示されるようにドアハンドル１１の筐体３２の厚みに工夫を施した。第３実施形態では、これに代えて、ドアハンドル１４の筐体１５の誘電率に工夫を施す。
【００５０】
センサ電極１０は、図８に示されるように、ドアハンドル１４の筐体１５内に収容されている。
筐体１５は、センサ電極１０付近において、ドアパネル６に近い部分の誘電率が、ドアパネル６から遠い部分の誘電率よりも小さい。
【００５１】
導体である雨水がドアハンドル１４の上面とドアパネル６の境界部分に付着すると、雨水がセンサ電極１０の相手側電極となる。筐体１５のドアパネル６に近い部分の誘電率が、筐体１５のドアパネル６から遠い部分の誘電率よりも小さい場合、筐体１５のドアパネル６に近い部分において、静電容量の式：Ｃ＝ε・（Ｓ／ｄ）における誘電率εが小さくなり、静電容量の変化量ΔＣが小さくなる。これにより、静電容量センサ１７の接触検知感度がセンサ電極１０のドアパネル６に近い部分において低下する。よって、第３実施形態に係る静電容量式接触検知装置１８は、ドアハンドル１４の上面とドアパネル６の境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドル１４に接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００５２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係る静電容量式接触検知装置について、図面を参照しつつ説明する。図９は、第４実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図である。図１０は、第４実施形態におけるドアハンドルの筐体のセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図９のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図である。
【００５３】
なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
上記第１実施形態では、図３に例示されるようにセンサ電極５の形状を工夫することでユーザ接触の誤検知を防止していたが、第４実施形態では、検知部２４における演算処理を工夫することでユーザ接触の誤検知を防止する。
【００５５】
第４実施形態に係る静電容量式接触検知装置２１は、第１の静電容量センサ２２と、第２の静電容量センサ２３と、検知部２４とを備えている。
【００５６】
第１の静電容量センサ２２は、ドアハンドル２のドアパネル６に近い部分に設けられた第１のセンサ電極２０が当該センサ電極２０付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される。第１のセンサ電極２０は、図１０に示される例では、ドアハンドル２の筐体９内に収容されている。
【００５７】
第２の静電容量センサ２３は、ドアハンドル２のドアパネル６から遠い部分に設けられた第２のセンサ電極２６が当該センサ電極２６付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される。第２のセンサ電極２６は、図１０に示される例では、ドアハンドル２の筐体９内に収容されている。
【００５８】
検知部２４は、第１のセンサ電極２０及び第２のセンサ電極２６と電気的に接続されている。検知部２４は、以下の式（１）から求まる総静電容量変化ΔＣに基づき、ユーザがドアハンドル２の表面に接触したことを検知する。
【００５９】
式（１） ΔＣ＝ｗ１×ΔＣ１＋ｗ２×ΔＣ２
【００６０】
ΔＣ１は第１の静電容量センサ２２における静電容量変化、ΔＣ２は第２の静電容量センサ２３における静電容量変化である。ｗ１はΔＣ１の重み係数、ｗ２はΔＣ２の重み係数である。ｗ１はｗ２よりも小さな値に設定される。
【００６１】
静電容量式接触検知装置２１において、総静電容量変化ΔＣは、ΔＣ＝ｗ１×ΔＣ１＋ｗ２×ΔＣ２で表される。雨水は、ドアパネル６の上面とドアハンドル２の境界部分に溜まり易い。導体である雨水がドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に付着すると、雨水がセンサ電極の相手側電極となり、第１の静電容量センサ２２の静電容量変化ΔＣ１が大きくなる。しかしながら、ΔＣ１の重み係数ｗ１は、ΔＣ２の重み係数ｗ２よりも小さい。よって、雨水がドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に溜まったとき、その雨水が総静電容量変化ΔＣに与える影響は小さく、ΔＣは小さい。従って、静電容量式接触検知装置２１は、ドアハンドル２の上面とドアパネル６の境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドル２に接触したと誤検知するのを防止することができる。
【００６２】
また、第２の静電容量センサ２３の静電容量変化ΔＣ２の重み係数ｗ２は大きいので、ΔＣ２が総静電容量変化ΔＣに与える影響は大きく、第２の静電容量センサ２３における接触検知感度は高い。第２のセンサ電極２６は、ドアハンドル２のユーザが接触しやすい部分に対応する位置にある。よって、静電容量式接触検知装置２１は、ユーザがドアハンドル２に接触したときにはその接触を高感度で検知することができる。
【００６３】
ここで、静電容量式接触検知装置２１の動作例について説明する。
ΔＣ１の重み係数ｗ１を０．５とし、ΔＣ２の重み係数ｗ２を１．０に設定したとする。次いで、ユーザがドアハンドル２の表面に接触することにより、ΔＣ１が０．５ｐＦとなり、ΔＣ２が１．５ｐＦになったとする。この場合、総静電容量変化ΔＣは、
ΔＣ＝０．５×０．５＋１．０×１．５＝１．７５（ｐＦ） となる。
【００６４】
検知部２４において、ユーザがドアハンドル２に接触したと判断するΔＣの閾値が１．５ｐＦに設定され、ΔＣの計測値がこの閾値以上である場合にユーザがドアハンドル２に接触したと判断する設定がなされていたとする。
【００６５】
この場合、ΔＣの計測値１．７５ｐＦはΔＣの閾値１．５ｐＦより大きいので、検知部２４は、ユーザがドアハンドル２に接触したと判断する。
【００６６】
これに対し、雨水がドアハンドル２の上面に溜まっているがユーザがドアハンドル２に接触していない場合に、ΔＣ１が１．５ｐＦとなり、ΔＣ２が０．５ｐＦになったとする。この場合、総静電容量変化ΔＣは、
ΔＣ＝０．５×１．５＋１．０×０．５＝１．２５（ｐＦ） となる。
【００６７】
この場合、ΔＣの計測値１．２５ｐＦはΔＣの閾値１．５ｐＦより小さいので、検知部２４は、ユーザがドアハンドル２に接触したと誤判断しない。
【００６８】
なお、上記各実施形態では、静電容量式接触検知装置を施錠のための接触検知装置に適用した場合について説明したが、静電容量式接触検知装置を開錠のための接触検知装置に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、キーレスエントリーシステムを搭載した車両において、ドアハンドルの上面とドアパネルの境界部分に雨水が溜まったときにユーザがドアハンドルに接触したと誤検知しない静電容量式接触検知装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図
【図２】第１実施形態におけるドアハンドルのセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図１におけるＡ−Ａ線断面を矢印Ｂ方向から見た図
【図３】第１実施形態におけるセンサ電極の一例を示す平面図（図１のＣ方向矢視図）
【図４】第１実施形態におけるセンサ電極の他の例を示す平面図
【図５】第２実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図
【図６】第２実施形態におけるドアハンドルのセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図５のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図
【図７】第３実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図
【図８】第３実施形態におけるドアハンドルの筐体のセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図７のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図
【図９】第４実施形態に係る静電容量式接触検知装置を示す斜視図
【図１０】第４実施形態におけるドアハンドルの筐体のセンサ電極付近を抽出して示す図であり、図９のＡ−Ａ線断面をＢ方向から見た図
【図１１】従来のドアハンドルを示す斜視図
【符号の説明】
【００７１】
１、１３、１８、２１ 静電容量式接触検知装置
２、１１、１４ ドアハンドル
３、１２、１７ 静電容量センサ
４、２４ 検知部
５、１０、１６ センサ電極
６ ドアパネル
８、８１ 切欠部
９、１５ 筐体
２０ 第１のセンサ電極
２２ 第１の静電容量センサ
２３ 第２の静電容量センサ
２６ 第２のセンサ電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両外側のドアハンドルの表面にユーザが接触するとその接触を検知する静電容量式接触検知装置であって、
前記ドアハンドルに設けられたセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される静電容量センサと、
前記静電容量センサにおける静電容量変化に基づき、ユーザが前記ドアハンドルの表面に接触したことを検知する検知部とを備え、
前記静電容量センサは、前記センサ電極のドアパネルに近い部分における接触検知感度が、前記センサ電極のドアパネルから遠い部分における接触検知感度よりも低いことを特徴とする静電容量式接触検知装置。
【請求項２】
前記センサ電極は、前記ドアパネルに近い部分に切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式接触検知装置。
【請求項３】
前記センサ電極は、前記ドアハンドルの筐体内に収容されており、
前記筐体は、前記センサ電極付近において、前記ドアパネルに近い部分の厚みが、前記ドアパネルから遠い部分の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式接触検知装置。
【請求項４】
前記センサ電極は、前記ドアハンドルの筐体内に収容されており、
前記筐体は、前記センサ電極付近において、前記ドアパネルに近い部分の誘電率が、前記ドアパネルから遠い部分の誘電率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式接触検知装置。
【請求項５】
車両外側のドアハンドルの表面にユーザが接触するとその接触を検知する静電容量式接触検知装置であって、
前記ドアハンドルのドアパネルに近い部分に設けられた第１のセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される第１の静電容量センサと、
前記ドアハンドルのドアパネルから遠い部分に設けられた第２のセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される第２の静電容量センサと、
以下の式（１）から求まる総静電容量変化ΔＣに基づき、ユーザが前記ドアハンドルの表面に接触したことを検知する検知部とを備え、
式（１） ΔＣ＝ｗ１×ΔＣ１＋ｗ２×ΔＣ２
ΔＣ１は前記第１の静電容量センサにおける静電容量変化、ΔＣ２は前記第２の静電容量センサにおける静電容量変化であり、
ｗ１はΔＣ１の重み係数、ｗ２はΔＣ２の重み係数であり、
ｗ１はｗ２よりも小さな値に設定されることを特徴とする静電容量式接触検知装置。
【請求項１】
車両外側のドアハンドルの表面にユーザが接触するとその接触を検知する静電容量式接触検知装置であって、
前記ドアハンドルに設けられたセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される静電容量センサと、
前記静電容量センサにおける静電容量変化に基づき、ユーザが前記ドアハンドルの表面に接触したことを検知する検知部とを備え、
前記静電容量センサは、前記センサ電極のドアパネルに近い部分における接触検知感度が、前記センサ電極のドアパネルから遠い部分における接触検知感度よりも低いことを特徴とする静電容量式接触検知装置。
【請求項２】
前記センサ電極は、前記ドアパネルに近い部分に切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式接触検知装置。
【請求項３】
前記センサ電極は、前記ドアハンドルの筐体内に収容されており、
前記筐体は、前記センサ電極付近において、前記ドアパネルに近い部分の厚みが、前記ドアパネルから遠い部分の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式接触検知装置。
【請求項４】
前記センサ電極は、前記ドアハンドルの筐体内に収容されており、
前記筐体は、前記センサ電極付近において、前記ドアパネルに近い部分の誘電率が、前記ドアパネルから遠い部分の誘電率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式接触検知装置。
【請求項５】
車両外側のドアハンドルの表面にユーザが接触するとその接触を検知する静電容量式接触検知装置であって、
前記ドアハンドルのドアパネルに近い部分に設けられた第１のセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される第１の静電容量センサと、
前記ドアハンドルのドアパネルから遠い部分に設けられた第２のセンサ電極が当該センサ電極付近の導体と協働してコンデンサを形成することにより構成される第２の静電容量センサと、
以下の式（１）から求まる総静電容量変化ΔＣに基づき、ユーザが前記ドアハンドルの表面に接触したことを検知する検知部とを備え、
式（１） ΔＣ＝ｗ１×ΔＣ１＋ｗ２×ΔＣ２
ΔＣ１は前記第１の静電容量センサにおける静電容量変化、ΔＣ２は前記第２の静電容量センサにおける静電容量変化であり、
ｗ１はΔＣ１の重み係数、ｗ２はΔＣ２の重み係数であり、
ｗ１はｗ２よりも小さな値に設定されることを特徴とする静電容量式接触検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１３３７７７（Ｐ２００９−１３３７７７Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１１３３８（Ｐ２００７−３１１３３８）
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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